Kiến trúc máy tính - Chương 4

Chia sẻ: Phan Quang Hau | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:67

Thêm vào BST

Báo xấu

364
lượt xem 138
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bộ vi xử lý – CPU (Central Processing Unit): Là bộ não của máy tính, nó xử lý các thông tin và điều khiển mọi hoạt động của máy tính. Bộ nhớ trong: Là bộ nhớ có khả năng liên lạc trực tiếp với bộ vi xử lý,là nơi lưu trữ dữ liệu phục vụ cho quá trình xử lý.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Kiến trúc máy tính - Chương 4

KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Giảng viên: Ths Phạm Thanh Bình Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng http://vn.myblog.yahoo.com/CNTT-wru http://ktmt.wru.googlepages.com Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 1
Chương 4: BỘ VI XỬ LÝ- CPU Sơ đồ hệ thống xử lý Kiến trúc bộ vi xử lý Quá trình thi hành lệnh Các chân tín hiệu cơ bản của CPU Họ VXL Intel 8x86 Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 2
Sơ đồ hệ thống xử lý: Bus Bộ nhớ trong CPU Mạch vào/ra Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 3
Các thành phần của khối xử lý Bộ vi xử lý – CPU (Central Processing Unit): Là bộ não của máy tính, nó xử lý các thông tin và điều khiển mọi hoạt động của máy tính. Bộ nhớ trong: Là bộ nhớ có khả năng liên lạc trực tiếp với bộ vi xử lý,là nơi lưu trữ dữ liệu phục vụ cho quá trình xử lý. Các mạch vào ra: Để điều khiển việc giao tiếp với thiết bị ngoại vi. Hệ thống Bus: Kết nối các bộ phận trên lại với nhau. Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 4
Chi tiết: Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 5
BUS: BUS: Là hệ thống dây dẫn và cáp nối để liên lạc giữa CPU với bộ nhớ và các vi mạch vào ra. Có ba loại BUS: Bus địa chỉ (Address bus), Bus dữ liệu (Data bus), Bus điều khiển (Control bus). Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 6
Bus Địa chỉ: Dùng để truyền địa chỉ của ô nhớ mà CPU cần liên lạc. Bus Dữ liệu: Dùng để truyền dữ liệu. Bus Điều khiển: Dùng để truyền các tín hiệu điều khiển trong quá trình liên lạc (Ví dụ: tín hiệu xác định quá trình truy nhập bộ nhớ là Đọc hay Ghi) Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 7
Các mạch vào ra CPU không thể liên lạc trực tiếp với các thiết bị ngoại vi mà phải thông qua các vi mạch vào/ra. Mỗi vi mạch này chứa một vài thanh ghi gọi là cổng vào/ra (Input/Output Port). Tương tự như bộ nhớ, các cổng vào/ra cũng được đánh địa chỉ. Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 8
Phân loại vi xử lý Multi chip: dùng 2 hay nhiều chip LSI (Large Scale Intergration: tích hợp từ 1000 ÷ 10000 transistor) cho ALU và control. Microprocessor: dùng 1 chip LSI/VLSI (Very Large Scale Intergration: tích hợp ÷ 10000 transistor) cho ALU và control. Single chip microprocessor (còn gọi là microcomputer / microcontroller): là 1 chip LSI/VLSI chứa toàn bộ các khối như ở slide trước. Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 9
Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 10
Kiến trúc bộ vi xử lý Xem sơ đồ: Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 11
Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 12
Bộ vi xử lý có 2 khối chức năng: Khối thực thi (EU - Execution unit): Đảm nhiệm việc thực hiện lệnh. Khối giao tiếp bus (BIU – Bus interface unit): Liên lạc giữa EU với Bus ngoài. Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 13
Khối thực thi (EU) ALU: Thực hiện các lệnh số học và logic. Các toán hạng được chứa trong các thanh ghi dữ liệu (data register) hay thanh ghi địa chỉ (address register), hay từ bus nội (internal bus). CU (Control Unit): Khối điều khiển hoạt động của EU. Trong khối này có mạch giải mã lệnh (Instruction decoder). Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 14
Quá trình thi hành lệnh: Lấy lệnh - Giải mã – Thực hiện Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 15
Quá trình thi hành lệnh: Khi chương trình bắt đầu, Thanh ghi con trỏ lệnh sẽ ở địa chỉ đầu chương trình. Địa chỉ này được chuyển qua bộ nhớ thông qua Address bus. Khi tín hiệu Read đưa vào Control bus, nội dung bộ nhớ liên quan sẽ đưa vào bộ giải mã lệnh. Bộ giải mã lệnh sẽ khởi động các phép toán cần thiết để thực thi lệnh. Quá trình này đòi hỏi một số chu kỳ máy (machine cycle) tuỳ theo lệnh. Sau khi lệnh đã thực thi, bộ giải mã lệnh sẽ đặt Con trỏ lệnh đến địa chỉ của lệnh kế. Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 16
Các chân tín hiệu cơ bản của CPU Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 17
CK: Chân nhận tín hiệu xung nhịp Reset: Chân khởi động lại Ready/Wait: Xác định trạng thái sẵn sàng phục vụ hay phải chờ. Bus Req: Tín hiệu yêu cầu được sử dụng Bus Bus Ack: Xác nhận yêu cầu về Bus Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 18
Read: Điều khiển đọc Write: Điều khiển ghi Address: Các chân xác định địa chỉ khi cần giao tiếp với bộ nhớ Data: Các chân dành cho dữ liệu. ... Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 19
Họ vi xử lý Intel 8x86 4004 là bộ VXL đầu tiên của Intel, ra đời năm 1971. Nó chứa 2300 transitor: Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính 4 20